UKPiño – ganz groß

Wenn in einem traditionellen Hotspot für optische und photonische Technologien 14 hoch spezialisierte und marktführende Unternehmen mit zwei Forschungseinrichtungen eine Allianz bilden, sind spannende und zukunftsweisende Entwicklungen sowie innovative Produkte zu erwarten.

Dieses Bündnis hat sich nichts Geringeres vorgenommen als die Revolutionierung internationaler Märkte mit hochaktuellen Anwendungen. Um dieses ehrgeizige Vorhaben zu verwirklichen, wurden weitere sieben assoziierte Partner als Multiplikatoren oder Pilotkunden gewonnen. Dieses Potential aus Ideen, Expertisen und Ressourcen wurde auch vom Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung (BMBF) erkannt und ab dem 01. Juni 2023 mit 13 Mio Euro aus dem Programm „RUBIN - Regionale unternehmerische Bündnisse für Innovation“ gefördert. Weitere 7 Mio Euro kommen von den Akteuren.

The techology

„UKPiño“ nennt sich das Bündnis und stellt die Ultrakurzpulslaser (UKP)- Technologie in den Mittelpunkt seiner Aktivitäten. „Das Faszinierende an dieser Technik ist, dass es ein kontaktloses Bearbeitungsverfahren ist, welches nicht nur hochpräzise, sondern auch effizient und wartungsarm ist. Dadurch können Produkte hergestellt werden, die höchsten qualitativen Anforderungen, insbesondere in Bezug auf Langlebigkeit, entsprechen. Der ressourcenschonende Materialeinsatz spielt eine bedeutende Rolle für die Erreichung ökonomischer und ökologischer Ziele.“, erklärt Prof. Stefan Nolte, dessen Arbeitsgruppe seit Jahren erfolgreich mit UKP-Lasern in der Materialbearbeitung forscht und dafür 2013 mit dem Deutschen Zukunftspreis ausgezeichnet wurde.

„In unserem Bündnis liegt der Fokus auf der Erschließung des 2µm Wellenlängenbereiches als Schlüsselkomponente zur Erschließung neuer Anwendungsfelder. Dies ermöglicht die Bearbeitung bisher unzugänglicher Materialien. Insbesondere Hightech-Materialien wie Silizium, Keramiken, Kristalle, Hochleistungskunststoffe und Verbundwerkstoffe sind von großem Interesse. Viele Halbleiterverbindungen sind in diesem Spektralbereich transparent, so dass sich z.B. aktuell genutzte UKP-Verfahren zur Volumenbearbeitung von Gläsern auf diesen Materialbereich erweitern lassen.“, erklärt der Forscher die Kernidee.

Da es sich um eine völlig neue Technologieplattform handelt, sind entlang der gesamten Wertschöpfungskette neue Ansätze erforderlich. Von angewandter Grundlagenforschung über die Entwicklung neuer optischer Komponenten bis hin zur Geräteentwicklung für die Herstellung von Zulieferer- und Anwenderprodukten müssen komplett neue Wege gefunden und erprobt werden. Die Partner ergänzen sich gegenseitig mit ihren Kernkompetenzen in den Bereichen Optiken, Optische Systeme, Systemintegration von Hightech-Lasersystemen und -anlagen sowie Anwendungs-Know-how.

The potential

Dr. Tino Eidam, Koordinator des Bündnisses, umreißt das Potenzial des Konzeptes: „UKPiño- begibt sich damit in hochdynamische Themenfelder, die durch stabile und überproportionale Wachstumsraten gekennzeichnet sind. So kann mit dieser neuen Technologie Silizium-Halbleiterstrukturen so designt werden, dass eine Integration von Elektronik und Photonik auf einem Chip („Silicon-Photonics“) gelingen könnte. Weitere Anwendungsfelder sehen wir in der Medizintechnik, in der Batteriefertigung oder bei „Smart Wearables“ und „Additive Manufacturing“ sowie für wissenschaftliche Lasersysteme, Quantentechnologie und nichtlineare Frequenzkonversion in den weichen Röntgenbereich, wodurch z.B. neuartige metrologische Applikationen erschlossen werden können.“

Roots

Das Konsortium UKPiño ging hervor aus der vom Thüringer Wirtschaftsministerium geförderten Forschergruppe „UKPflex“, welche Mittel des Landes, Bundes und der EU bündelte und strategisch gut einsetzte – ein Beispiel für die positiven Effekte gezielter Förderung auf die nachhaltige technologische Entwicklung.